变电设备噪声与振动的实时控制系统研究

折永杰

国网黑龙江省电力有限公司双鸭山供电公司 黑龙江省 双鸭山市 155100

摘要：改造设备在电力系统的供电和配电系统中占有重要地位。变压器、断路器、保险丝、变换器、高压和低压配电装置等设备的主要功能是接受、改造和分配电力，统称为初级设备。这些设备在工作中产生噪音和振动，对人们造成伤害我们研究的高压装置的噪声和振动控制装置通过控制这些噪声和振动降低了人们的风险。

关键词：变电设备噪声与振动;实时控制系统;研究;

引言

随着村庄振兴战略的实施、新一轮农业网络改革、极端气温和生活水平的提高，第一、第二和第三部门的电力需求继续增加，预计社会的电力消费将增加随着电气改造工程建设的扩大，由此产生的环境噪声污染问题越来越令人担忧。

一、变电设备噪声与振动控制装置的研究现状

噪音污染、水污染和空气污染严重危害人类健康，被列为三大污染源。我国城市的噪音污染正在加剧，大多数城市受到噪音污染，一些城市地区的噪音水平超过60dB，使其成为大城市的公共危险。据统计，噪音污染投诉比例也比较高，占环境污染投诉总数的60~70%，直接影响社会稳定和发展，噪音污染评估管理项目已成为中国环境产业发展的热点。随着城市电网建设的迅速发展，城市地区变电站的建设和选址变得越来越困难。变电站与居民区和学校等敏感点之间的距离越来越难以控制，变电站设备运行产生的噪音引起的环境问题也经常发生。因此，我们必须有效控制城市地区变电站的噪音。目前，工业企业在主要满足市场需求的噪音控制设备和技术设计方面取得了重大进展，但市场的增长主要集中在电力和运输部门的噪音控制方面，因此出现了前所未有的增长。

二、输变电噪声源分析

（一）输电线路噪声

空气噪音，即在输电线路侧吹时输电线路产生的听觉噪音，包括塔的空气噪音、绝缘子串的空气噪音和驾驶员的空气噪音。主要线路噪声频率在50 ~ 250hz之间，是低频噪声，主要绝缘子噪声频率通常在400 ~ 600hz之间，塔的噪声水平与风速成正比，主要频率与风速无关。传输线引起的噪音主要包括电晕噪声和风噪声其中电晕噪声是指在带电作业中以电线为中心轴的小半径范围内有工频电场。大量的自由电子冲击能量分布在导体的中心线圈周围，电子冲击能量随着工业频率电场强度的增加而增加，大量带电粒子之间频繁的弹性碰撞会导致局部压力变化，从而导致颈部振动。

（二）变电站设备噪声

变电站噪声源主要包括自主体噪声和辅助设备两类。第一种主要是指电压表运行过程中产生的电磁噪声、空气流通噪声和冷水机组产生的机械噪声、变压器运行噪声、油箱壁振动、芯硅片磁胀现象后者主要指冷却风扇和油泵运行时产生的噪音。

三、变电设备噪声与振动检测系统设计

降噪之前，需要检测变换设备的噪声和振动。为此，本文设计了一种利用MEMS麦克风检测的变换设备噪声振动检测系统，主要包括cortexm 0控制器、MEMS麦克风、tft卡内存、ZigBee通信模块和OLED显示屏第5部分。低压设备噪声振动系统结构图见。

图1变电设备噪声与振动检测系统结构图

电压设备噪声振动检测系统以MEMS麦克风为基础，采用inm 441型MEMS麦克风元件，具有高精度24位数据i2s接口，可直接连接数字处理器，信噪比高61db，灵敏度-26 dbfs，转换为灵敏度 高信噪比和灵敏度有助于准确识别变电站背景噪声环境中的特性(符号噪声信号的频率响应是麦克风输出的相对幅度)。一种电容麦克风，包括声谐振器和背板，用于连续检测变换设备的噪声和振动。皮质控制器–m0是检测系统的数据处理核心，用于收集、处理和传输MEMS传感器的噪声和振动数据。ZigBee通信模块可在近、低功耗、低成本、小面积内对多个检测模块进行快速网络测试。

一方面，检测系统开始工作，采集原始数据，系统中计算出一个数据块，以125毫秒为单位进行加权，计算结果通过ZigBee通信模块连续传递到后台监控计划进行显示，大大节省了数据吞吐量。另一方面，监视系统在捕获过程中有选择地保留原始时间域数据，从而确保存储模式分为两种模式:计划捕获和阈值触发的捕获。定时捕获可以将时间间隔(如原始1s数据)存储在本地SD卡内存中，时间间隔可以由用户自定义，在此模式下，阈值还可以支持阈值触发的捕获，当阈值超过阈值时，触发前后的2s时域数据为 可从网络接口检索原始数据，检测系统的后台分析-导入检测计划软件可进行频谱分析，并可具体说明噪声过大的特性值和原因数据收集和分析方法有助于d ZigBee通信模块允许在低功耗的情况下进行无限的远距离扩展，并在整个电源设备上执行噪声和振动检测。

四、变电站及其设备本体低频噪声控制关键技术及应用

中国高压改造技术已达到世界先进水平，但变电站噪声污染问题近年来随着高压建设的迅猛发展和变电站数量的增加变得越来越重要。变电站噪声一般是低频的，噪音越来越大，渗透率越来越高，对人体的影响也越来越大。传统的降噪技术在变电所和变电所的降噪中存在诸多问题，如变电所低频噪声和难以控制的声振动耦合放大效应、降噪材料低频降噪效果等经过多年的研究开发，项目小组深入开展变电站及其设备体的低频噪声控制技术攻击，有效控制了变压器、ups和国内变电站的低频噪声污染。(2)全过程技术服务系统，包括降噪装置寿命周期低频振动调节性能评价方法、强度试验后声学性能保留指标、预安装快速装配执行模型和生产线。

五、输电线路噪声污染防治

防止和控制风噪声污染的举措包括:(1)导风噪声:主要通过减少卡门旋转产生的驱动力变化成分，例如采用扰动线螺旋卷绕线、选用低风速线等，来减少风噪声。(2)绝缘子串空气噪声:安装防风装置，如绝缘子连接处的橡胶间隙，选择空气噪声绝缘子材料(如改变绝缘子最内外弯曲高度)；(3)柱风噪声:用不锈钢板或橡胶筛子堵塞可能产生风噪声的钢管末端。电气光晕噪声污染防治:合理设计线路，选择设备类型，如选用防光晕金工具，采用中压环设置保持设备表面状态；运输和安装时应避免设备摩擦、压缩和擦伤，减少电击放电和电击噪声。

六、变电站设备噪声污染防治

变电站设备噪声控制应从变电站施工开始时的规划现场选择、规划选择、主要设备类型选择、布置调整及相应的噪声控制措施入手。其中，新变电站项目应远离学校、居民区和机构单位等噪声敏感目标；对于选定施工地点的变电站，应采取综合措施，优化隔声，优化设备噪声频谱特性的消声器选型布置和流动通道设计，实现设备噪声污染的有效防治。

结束语

本文旨在解决变电站噪声问题，对变电站噪声的影响进行科学评价和控制，现场采样，分析变电站噪声的性质。压力设备振动能量-电压由多个弹性支承杆传递和吸收，压力设备振动能量-电压由多个弹簧相互作用共同吸收和消耗，压力设备振动能量-电压由球头水平滑动吸收和消耗，并且 并且噪声被多孔吸附层和外壳吸收保护，噪声和振动控制效果良好，避免了安全隐患。

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